二硫蘇糖醇在促進念珠藻降解多氯聯(lián)苯中的應(yīng)用及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了二硫蘇糖醇（DTT）在促進念珠藻降解多氯聯(lián)苯中的應(yīng)用，以及一種促進念珠藻降解多氯聯(lián)苯的方法。本發(fā)明通過向脫氯功能藍藻Nostoc?PD-2降解PCBs的反應(yīng)體系中添加DTT的方法來促進其對多氯聯(lián)苯的降解，其中DTT作為常見的小分子電子供體，可在為PCBs還原脫氯的過程提供大量的點子，進而達到促進藻種降解的作用。本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在：將DTT添加到脫氯功能藍藻——念珠藻屬（Nostoc?sp.）PD-2降解多氯聯(lián)苯（PCBs）的反應(yīng)體系中，可有效提高珠藻屬PD-2對多氯聯(lián)苯的降解能力，為進一步將DTT開發(fā)為一種強化生物降解的添加劑，為脫氯藻種應(yīng)用于PCBs原位生物修復(fù)工程提供了基礎(chǔ)。
【專利說明】二硫蘇糖醇在促進念珠藻降解多氯聯(lián)苯中的應(yīng)用及方法(-)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及二硫蘇糖醇在促進念珠藻降解多氯聯(lián)苯中的應(yīng)用，以及一種促進念珠藻降解多氯聯(lián)苯的方法。
(二)【背景技術(shù)】
[0002]多氯聯(lián)苯(PCBs)是一類非常復(fù)雜的人工合成高分子化學品，有多種毒理效應(yīng)，可危害代謝器官的功能和神經(jīng)系統(tǒng)，具有化學致癌、致畸、致突變效應(yīng)，以及生態(tài)食物鏈毒理學效應(yīng)，環(huán)境“雌效應(yīng)”，促發(fā)赤潮及藻毒毒效應(yīng)等，其積聚性將隨著含氯量的增加而增加，并可以通過食物鏈進入人體，在人體中積累和濃縮。據(jù)Cummins會估計世界上有120萬噸PCBs，我國從1965年開始生產(chǎn)到20世紀80年代初基本停產(chǎn)，歷年累計產(chǎn)量也有近萬噸。雖然商業(yè)上不被生產(chǎn)并禁用，但世界上許多得電氣系統(tǒng)和生態(tài)系統(tǒng)中任有PCBs，尤其是沉積物中的PCBs仍是今后若干年內(nèi)食物鏈污染的主要來源，對人類和環(huán)境都構(gòu)成了巨大的威脅。因此，研究PCBs的生物降解具有重大意義。
[0003]目前，處理PCBs污染的方法很多很多，熱處理法需要較高溫度下進行，處理費用比較昂貴；物理法如超聲波降解法不適合大規(guī)模的應(yīng)用；化學法如零價鐵還原法工藝流程較負責，費用較高；微生物法則多是利用細菌如分枝桿菌(Mycobacterium sp.)、真菌如曲霉屬(Aspergillus fumigates)、還有放線菌如戈登式菌屬(Gordonia sp JAASl)等，因為這些微生物的生存條件受到一定限制，對某些如水稻土可能不適用。所以目前土壤由其是水稻土中PCBs的修復(fù)方法有待進一步研究。
(三)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是提供二硫蘇糖醇在促進念珠藻降解多氯聯(lián)苯中的應(yīng)用，以及一種促進念珠藻降解多氯聯(lián)苯的方法?！?br> [0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0006]二硫蘇糖醇在促進念珠藻降解多氯聯(lián)苯中的應(yīng)用。優(yōu)選的，所述念珠藻為念珠藻屬CCTCC No:M2013397，分類命名為念珠藻屬(Nostoc sp.)PD_2，該菌株保藏于中國典型培養(yǎng)物保藏中心，地址:中國，武漢，武漢大學，郵編430072，保藏日期:2013年9月8日，已作為新菌株提交了專利申請。此藻種屬于藍藻門念珠藻目，念珠藻屬(Nostoc sp.)，藻體為多細胞絲狀體，有藻絲，具膠鞘，能固定無機氮。
[0007]本發(fā)明還涉及一種促進念珠藻降解多氯聯(lián)苯的方法，其特征在于:在念珠藻屬(Nostoc sp.)CCTCC No:M2013397降解多氯聯(lián)苯的反應(yīng)體系中，加入10~2000 μ g/L的二硫蘇糖醇以促進多氯聯(lián)苯的降解。所述反應(yīng)體系為適宜念珠藻屬生長的溶液體系，例如無氯BGll培養(yǎng)基體系，在多氯聯(lián)苯含量2mg/L時，念珠藻屬(Nostoc sp.)Η)_2在溫度25°C、光照強度9981ux (光暗比為12h:12h)條件下培養(yǎng)7天，與不添加DTT相比，其降解率可提聞10%以上。
[0008]無氯BGll培養(yǎng)基組成如下:硝酸鈉1.5g/L，七水硫酸鎂0.075g/L,乙二胺四乙酸二鈉0.0Olg/L,三水磷酸氫二鉀0.04g/L,碳酸鈉0.02g/L,檸檬酸0.006g/L,檸檬酸鐵銨0.006g/L, A5溶液lmL/L，溶劑為水；
[0009]A5溶液組成為:硼酸2.86g/L，氯化錳1.81g/L，七水硫酸鋅0.222g/L，五水硫酸銅0.079g/L, NaMoO4.2H200.39g/L, Co (NH3) 2.6H200.39g/L，溶劑為水。
[0010]優(yōu)選的，所述降解在pH6.9?7.1,20?30°C下于光照條件(800?15001ux，光暗比12h: 12h)下進行，降解時間優(yōu)選為7d以上。
[0011]本發(fā)明通過向脫氯功能藍藻Nostoc PD-2降解PCBs的反應(yīng)體系中添加DTT的方法來促進其對多氯聯(lián)苯的降解，其中DTT作為常見的小分子電子供體，可在為PCBs還原脫氯的過程提供大量的點子，進而達到促進藻種降解的作用。本發(fā)明涉及的Nostoc Η)-2藻種取自伴生于受PCBs污染的水稻田，可以很好的適用于PCBs的污染區(qū)。該固氮藍藻可以大量培養(yǎng)，而且價格低廉，效果明顯，可將其開發(fā)為PCBs修復(fù)領(lǐng)域的先鋒物種，并為該物種更高效地應(yīng)用于PCBs原位生物修復(fù)工程提供技術(shù)支撐。
[0012]本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在:將DTT添加到脫氯功能藍藻——念珠藻屬(Nostoc sp.)PD-2降解多氯聯(lián)苯(PCBs)的反應(yīng)體系中，可有效提高珠藻屬Η)_2對多氯聯(lián)苯的降解能力，為進一步將DTT開發(fā)為一種強化生物降解的添加劑，為脫氯藻種應(yīng)用于PCBs原位生物修復(fù)工程提供了基礎(chǔ)。
(四)【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為不同DTT濃度下培養(yǎng)7天后的PBs降解率比較；
[0014]圖2為不同DTT濃度和培養(yǎng)時間下的PBs降解率比較。
(五)【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行進一步描述，但本發(fā)明的保護范圍并不僅限于此:
[0016]實施例1:添加10 μ g/L DTT的脫氯功能藍藻Nostoc PD-2降解2mg/L的PCB28培養(yǎng)7天的實驗結(jié)果
[0017]將脫氯功能藍藻Nostoc PD-2 (即CCTCC No:M2013397)在光暗比為12h: 12h，溫度25°C，光照強度9981ux的恒溫培養(yǎng)箱中，采用無氯BGll培養(yǎng)基培養(yǎng)至對數(shù)生長期，取OD680=0.38的脫氯功能藍藻Nostoc PD-2藻液20mL于50mL的潔凈錐形瓶中，加入PCB28-甲醇工作液(100mg/L)，調(diào)整其在培養(yǎng)物中的濃度為2mg/L，并添加10 μ g/L的DTT，繼續(xù)在光暗比為12h: 12h，溫度25°C，光照強度9981ux條件下培養(yǎng)7天后取樣，采用硫氰酸汞高鐵光度法測定降解后培養(yǎng)基中上清液的氯離子含量，同時設(shè)置不添加DTT的培養(yǎng)基作為空白對照組。降解效果見圖1。
[0018]實施例2:添加100 μ g/L DTT的脫氯功能藍藻Nostoc PD-2降解2mg/L的PCB28培養(yǎng)7天的實驗結(jié)果
[0019]將脫氯功能藍藻Nostoc PD-2在光暗比為12h: 12h，溫度25°C，光照強度9981ux的恒溫培養(yǎng)箱中，采用無氯BGll培養(yǎng)基培養(yǎng)至對數(shù)生長期，取OD68tl=0.38的脫氯功能藍藻Nostoc PD-220mL于50mL的潔凈錐形瓶中，加入PCB28-甲醇工作液，調(diào)整其在培養(yǎng)物中的濃度為2mg/L，并添加100 μ g/L的DTT，繼續(xù)在光暗比為12h: 12h，溫度25°C，光照強度9981ux條件下培養(yǎng)7天后取樣，采用硫氰酸汞高鐵光度法測定降解后培養(yǎng)基中上清液的氯離子含量，同時設(shè)置不添加DTT的培養(yǎng)基作為空白對照組。降解效果見圖1。
[0020]實施例3:添加1000 μ g/L DTT的脫氯功能藍藻Nostoc PD-2降解2mg/L的PCB28培養(yǎng)7天的實驗結(jié)果
[0021]將脫氯功能藍藻Nostoc PD-2在光暗比為12h:12h，溫度25°C，光照強度9981ux的恒溫培養(yǎng)箱中，采用無氯BGll培養(yǎng)基培養(yǎng)至對數(shù)生長期，取OD68tl=0.38的脫氯功能藍藻Nostoc PD-220mL于50mL的潔凈錐形瓶中，加入PCB28-甲醇工作液，調(diào)整其在培養(yǎng)物中的濃度為2mg/L，并添加1000 μ g/L的DTT，繼續(xù)在光暗比為12h:12h，溫度25°C，光照強度9981ux條件下培養(yǎng)7天后取樣，采用硫氰酸汞高鐵光度法測定降解后培養(yǎng)基中上清液的氯離子含量，同時設(shè)置不添加DTT的培養(yǎng)基作為空白對照組。降解效果見圖1。
[0022]結(jié)果表明，在該條件下培養(yǎng)7天，藻種對PCBs的降解效率與空白對照相比分別高出10.6%、14.8%、19.1%，且隨著濃度的增加DTT對降解的促進效果越明顯。
[0023]實施例4:添加10 μ g/L和100 μ g/L DTT的脫氯功能藍藻Nostoc PD-2生物降解2mg/L的PCB28在不同培養(yǎng)時間段的實驗結(jié)果
[0024]將脫氯功能藍藻Nostoc PD-2在光暗比為12h: 12h，溫度25°C，光照強度9981ux的恒溫培養(yǎng)箱中，采用無氯BGll培養(yǎng)基培養(yǎng)至對數(shù)生長期，取OD68tl=0.38的脫氯功能藍藻Nostoc PD-220mL于50mL的潔凈錐形瓶中，加入PCB28-甲醇溶液至反應(yīng)物中的初始濃度為2mg/L，并加入10 μ g/L的DTT200 μ L。繼續(xù)在光暗比為12h: 12h，溫度25°C，光照強度9981ux條件下培養(yǎng)，按培養(yǎng)時間為0、0.5、1、1.5、3、4.5、6、7.5、9天取樣，采用硫氰酸汞高鐵分光光度法測定培養(yǎng)物中上清液的氯離子含量，研究脫氯藍藻降解PCBs的效果。
[0025]降解效果見圖2。結(jié)果表明，培養(yǎng)不同時間條件下DTT對PCBs的降解效率存在差異；培養(yǎng)0.5d后，100 μ g/L和10 μ g/L DTT條件下PCBs的降解率分別為24.4%和30.8%，9d后的降解效率達到77.4%和90.2%，比0.5d的降解率高出56.2%。
【權(quán)利要求】
1.二硫蘇糖醇在促進念珠藻降解多氯聯(lián)苯中的應(yīng)用。
2.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于所述念珠藻為念珠藻屬(Nostocsp.) CCTCCNo:M2013397o
3.—種促進念珠藻降解多氯聯(lián)苯的方法，所述方法為:在念珠藻屬(Nostoc sp.)CCTCCNo:M2013397降解多氯聯(lián)苯的反應(yīng)體系中，加入10?2000 μ g/L的二硫蘇糖醇以促進多氯聯(lián)苯的降解。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述降解在pH6.9?7.1,20?30°C下于光照條件下進行。
【文檔編號】A62D3/02GK103845845SQ201310747233
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年12月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月28日
【發(fā)明者】張杭君, 肖文豐, 魯莉萍, 蔣曉軍 申請人:杭州師范大學